По мере того, как развиваются научные и технологические процессы, появляются новые материалы и сенсорные технологии, предоставляющие больше возможностей для исследований и применения в различных областях. Среди множества новых материалов стекло имеет широкие возможности применения в области оптической сенсорной сенсорной информации в связи с его уникальными физическими и химическими свойствами. В частности, структура стекла, созданная при помощи 3D печати, имеет такие преимущества, как высокая точность, сложность и индивидуальность, что открывает новые возможности для разработки волоконно-оптических сенсоров.

Оптико-волоконный датчик — это датчик, который использует волоконную оптику для передачи оптических сигналов для измерения физических измерений. Принцип работы основывается главным образом на транспортных свойствах оптоволоконной оптики против света, таких как коэффициент преломления, коэффициент отражения и коэффициент пропускания. Когда оптоволоконное волокно подвергается влиянию внешней среды, его транспортная характеристика меняется, и измерение параметров цели может быть достигнуто с помощью обнаружения этих изменений.

Технология 3D печати, также известная как технология производства дополнительных материалов, является способом создания трехмерных объектов, которые накапливаются из слоев материала. Технология 3D печати более гибкая и эффективная в дизайне, чем традиционные методы производства по снижению ингридиентов. Что касается изготовления стеклопластика, то технология 3D печати может точно контролировать распределение и структурную форму материала, что позволяет быстро производить сложные структуры и микрометрические детали.

Это исследование использует технологию 3D печати для создания сенсоров преломления оптоволоконного волокна. Во-первых, структурные модели сенсоров были разработаны с использованием компьютерной поддержки (CAD) программного обеспечения; Затем, используя 3D-принтерское оборудование, можно накапливать стеклянные материалы в сенсорные структуры, необходимые для их создания, слой за слоем. Наконец, оптоволоконное волокно соединяется с печатной стеклянной структурой путем плавления или вязки, создавая целые сенсоры.

В процессе производства для создания модели на концах оптоволоконного волокна необходимо использовать 3D-печать. Поскольку оптоволоконный кончик имеет очень маленький размер, обычно от нескольких микронов до десятков микрометров, для обеспечения точности и сложности модели необходимо использовать высокоточные 3D-принтеры. В процессе печати необходимо выбрать правильный материал и параметры печати, чтобы гарантировать, что напечатанные кончик оптоволоконного волокна имеют оптические свойства и механическую силу.

Далее, на концах оптоволоконного волокна необходимо осаждать стеклянные материалы с высоким уровнем преломления. Это может быть достигнуто путем химического отложения (CVD) или физического отложения газов (PVD). Выбор стекольного материала имеет решающее значение для производительности датчика, поскольку он непосредственно влияет на чувствительность и диапазон сенсоров. Идеальный стекольный материал должен иметь такие характеристики, как высокий показатель преломления, низкая вязкость, хорошая химическая стабильность и термостабильность.

Оптические тесты и калибровка на концах оптоволоконного волокна необходимы после завершения отложения стеклопластика. Это включает в себя измерение изменений уровня преобразования в различных концентрациях органических растворителей и установление соответствующих математических моделей. Сравнивая экспериментальные данные и теоретические вычисления, можно оценить и оптимизировать работу сенсоров.

В практическом применении окуните кончик оптоволоконного волокна в органический растворитель и введите световые сигналы в сенсоры через систему оптической волоконной передачи. Когда концентрация органических растворителей меняется, то вместе с ней меняется и коэффициент преломления оптоволоконной консоли, что приводит к отклонению в направлении, в котором излучается свет. Концентрация органических растворителей может быть вычислена при обнаружении сильного изменения света, излучающего свет. Такой метод измерения обладает такими преимуществами, как быстрое реагирование, способность к противодействию помещению, отсутствие необходимости в определении и т.д., что дает широкие возможности для применения в химической, фармацевтической, пищевой и других областях.

Так или иначе, 3D датчик преломления стекла на концах оптоволоконного волокна — это новый датчик, основанный на оптических принципами, обладающий преимуществом измерения высокой точности, быстрой реакции и сильной устойчивости к помещению. Точное измерение концентрации органических растворителей может быть достигнуто с помощью точного контроля геометрии на концах оптоволоконного волокна и коэффициента преломления стеклопластика. По мере развития технологий 3D печати и оптической сенсорной передачи, такие сенсоры будут играть более важную роль в будущем.